(57)【要約】  第１ポート（７）および第２ポート（８）を有するバルブハウジング（２）と、第１ポート（７）および／または第２ポート（８）と流体連通しているパイロットチャンバ（３）と、を備えたショックアブソーバのためのバルブ機構が記載され、ここにおいて、パイロットチャンバ（３）内の油圧によりパイロット圧（Ｐｐ）が規定される。この機構はさらに、バルブハウジング（２）内に軸方向に移動可能に配置された主バルブ部（４）を備え、主バルブ部（４）は、主バルブ部（４）に作用するパイロット圧（Ｐｐ）に応じて第１ポート（７）と第２ポート（８）との間の主流体フローを制限するために、主バルブ座部と相互作用するように配置される。また、圧縮行程中は、主流体フローが第１制限部（Ｒ１）および協働して直列的に配置された第２制限部（Ｒ２）で制限され、反発行程中は、主流体フローが第３制限部（Ｒ３）で制限されるように、主バルブ座部（９）が第１圧縮行程位置と第２反発行程位置との間で移動可能である。【選択図】図３ｂ
2019509438.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ショックアブソーバのためのバルブ機構（１）であって、前記バルブ機構が、
第１ポート（７）および第２ポート（８）を備えるバルブハウジング（２）と、
前記第１ポートおよび／または第２ポートと流体連通するパイロットチャンバ（３）であって、前記パイロットチャンバ内の油圧によってパイロット圧（Ｐｐ）が規定されるパイロットチャンバ（３）と、
前記バルブハウジング内に軸方向に移動可能に配置された主バルブ部（４）であって、前記主バルブ部（４）に作用する前記パイロット圧（Ｐｐ）に応じて前記第１ポート（７）と前記第２ポート（８）との間の主流体フロー（１０）を制限するために、主バルブ座部（９）と相互作用するように配置された前記主バルブ部（４）と、を備え、
ここにおいて
圧縮行程中は、第１制限部（Ｒ１）および協働して直列的に配置された第２制限部（Ｒ２）で前記主流体フロー（１０）が制限され、反発行程中は、第３制限部（Ｒ３）で前記主流体フロー（１０）が制限されるように、前記主バルブ座部（９）が第１の圧縮行程位置と第２の反発行程位置との間で移動可能である、バルブ機構。
【請求項２】
前記第１制限部（Ｒ１）は、圧縮流体フロー方向を考慮して、前記第２制限部（Ｒ２）に対して上流に配置されている、請求項１に記載のバルブ機構。
【請求項３】
少なくとも部分的に開かれたとき、前記第１制限部（Ｒ１）は、前記第２制限部（Ｒ２）のオリフィス（ＯＲ２）よりも小さいオリフィス（ＯＲ１）を有する、請求項１〜２のいずれか一項に記載のバルブ機構。
【請求項４】
前記主バルブ座部（９）が前記反発行程位置にあるとき、前記第１制限部（Ｒ１）および前記第２制限部（Ｒ２）のうちの少なくとも一方が閉じられている、請求項１〜３のいずれか一項に記載のバルブ機構。
【請求項５】
前記主バルブ座部（９）が前記圧縮行程位置にあるとき、前記第３制限部（Ｒ３）が閉じられている、請求項１〜４のいずれか一項に記載のバルブ機構。
【請求項６】
前記第１制限部（Ｒ１）、第２制限部（Ｒ２）および／または第３制限部（Ｒ３）のオリフィス（ＯＲ１、ＯＲ２）は、前記バルブハウジング（２）に対する前記主バルブ部（４）の軸方向位置を用いて制御される、請求項１〜５のいずれか一項に記載のバルブ機構。
【請求項７】
前記第２制限部（Ｒ２）と直列に配置された第４制限部（Ｒ１’）を備える、請求項１〜６のいずれか一項に記載のバルブ機構。
【請求項８】
前記第４制限部（Ｒ１’）は、前記バルブハウジング（２）に対する前記主バルブ部（４）の軸方向位置とは独立した一定のオリフィス（ＯＲ１’）を有する、請求項７に記載のバルブ機構。
【請求項９】
前記バルブハウジング（２）および前記可動主バルブ座部（９）のうちの少なくとも一方が、径方向内壁（２６）および径方向外壁（２７）を有する幾何学的に規定された周方向アパーチャ（２５）をさらに備え、前記径方向内壁（２６）が前記第１制限部（Ｒ１）の一部を形成し、前記径方向外壁（２７）が前記第２制限部（Ｒ２）の一部を形成する、請求項１〜８のいずれか一項に記載のバルブ機構。
【請求項１０】
前記圧縮行程中の前記主流体フロー（１０）を制限するように、前記バルブハウジング（２）内に前記周方向アパーチャ（２５）が形成され、前記第１制限部（Ｒ１）および前記第２制限部（Ｒ２）を形成するため、前記周方向アパーチャ（２５）の前記径方向内壁（２６）および前記径方向外壁（２７）と協働するよう前記可動バルブ座部（９）が寸法決めされ、適合される、請求項９に記載のバルブ機構。
【請求項１１】
前記可動バルブ座部（９）がワッシャまたはシムである、請求項１０に記載のバルブ機構。
【請求項１２】
前記可動バルブ座部（９）が、前記反発行程中に前記周方向アパーチャ（２５）の上部を閉じるワッシャまたはシムである、請求項９〜１１のいずれか一項に記載のバルブ機構。
【請求項１３】
前記可動バルブ座部は、前記主バルブハウジング（２）と噛み合う少なくとも３つの径方向指向突起（９１）を備えるワッシャまたはシムである、請求項９〜１２のいずれか一項に記載のバルブ機構。
【請求項１４】
前記ワッシャまたはシム内の前記少なくとも３つの径方向指向突起（９１）の間の空間が、前記圧縮行程中に、前記主流体フロー（１０）を可能にするための中間ポート（９２）を形成する、請求項１３に記載のバルブ機構。
【請求項１５】
制御バルブ部（５）をさらに備え、前記制御バルブ部は、前記制御バルブ部に作用する作動力に応じて前記主バルブ部（４）に対して軸方向に移動可能であり、付勢部を用いて前記作動力の反対方向に弾性的に負荷をかけられ、ここにおいて、前記制御バルブ部（５）と前記主バルブ部（４）との間の境界面は、前記第１ポート（７）と前記第２ポート（８）との間の減衰媒体のブリードフロー（２０）を制限する開口を備える、請求項１〜１４のいずれか一項に記載のバルブ機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は一般に、バルブ機構の分野に関する。特に本発明は、ショックアブソーバにおける減衰媒体のフローを制御するためのバルブ機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、パイロットバルブを含むショックアブソーバの技術分野内においては、ショックアブソーバの減衰媒体充填チャンバにおけるピストンの往復運動中の圧縮チャンバと反発チャンバとの間の減衰媒体のフローを制御するために、圧力調整器、つまりバルブ機構が使用される。ピストンは、ピストンロッドを介してホイールまたはシャーシに接続されるのに対し、チャンバは、ピストンが接続されていないホイールまたはシャーシのうちの一方に接続される。圧縮行程中、ピストンは、圧縮チャンバに向かう方向に軸方向に移動し、それによって圧縮チャンバ内の減衰媒体を加圧する。反発行程中、ピストンは反発チャンバに向かって、つまり反対方向に軸方向に移動し、それによって反発チャンバ内の減衰媒体を加圧する。ショックアブソーバの機能に従い、加圧された減衰媒体は、加圧されたチャンバから他のチャンバへ、つまり圧縮チャンバから反発チャンバへ、またはその逆に移される必要がある。ピストン、ひいてはショックアブソーバの減衰効果を得るために、つまりホイールとシャーシとの間の相対運動を減衰させるために、減衰媒体のフローは制御される必要がある。
【０００３】
ショックアブソーバにおける減衰媒体のフロー内の圧力の制御は、パイロット制御バルブによって生み出される圧力に依存する。ショックアブソーバの圧力調整器には、座部に作用するワッシャ、コーンまたはシムのような軸方向に移動可能または偏向可能なバルブ部が通常設けられる。圧力制御は、平衡つまり力のバランス、例えば一方向においてバルブ部に作用する圧力および／またはフローの力と、反対方向においてバルブ部に作用するばね力、摩擦力、またはパイロット圧力のうちの１つ以上のような反作用または反対の力との間の平衡によって達成される。圧力および／またはフローの力が反対または反作用の力よりも大きくなるように、ショックアブソーバのピストンが一定の速度で移動するとき、可動バルブ部は座部から離れるように強制され、それによってフロー通路を開く。よって可動バルブ部は、圧力調整器の調整領域に作用する圧力によって生産されるフローの関数として規定される行程で開くよう強制される。
【０００４】
上に記載した圧力調整式の伝統的なバルブ機構は一般に、圧力の閾値に達したとき、バルブ部が開かれ、圧縮チャンバと反発チャンバとの間の減衰媒体のフローが独特な方法で劇的に増大するという欠点を有する。このことは所望されるほど滑らかではない減衰特性を与える。代わりに、このような減衰は、初期のオーバーシュートやその後の振動のような不安定さを通例引き起こす動力へと作用する、角を有する鋭動開放（sharp opening）を有する。
【０００５】
ＥＰ０９４２１９５Ｂ１に示されているような最先端のショックアブソーバのためのバルブ機構は、緩動開放（soft opening）を可能にするバルブ構造を有し、所望の減衰特性を提供する。しかしながら、この解決策は一方のフロー方向には緩動開放を提供するものの、反対方向の減衰フローは全く望ましいものではない。よって、この解決策は、１方向バルブにおいては良好に働くが、２方向バルブにおいては所望の減衰特性を提供しない。
【０００６】
したがって、改良された減衰特性を有するショックアブソーバにおける使用のための２方向バルブ機構の必要性が存在する。
【発明の概要】
【０００７】
本発明の目的は、従来技術よりも滑らかな改良された減衰特性を提供する改良された２方向バルブ機構を提供することである。
【０００８】
本発明は、２方向バルブ機構が緩動開放特性を有するためには、反発行程と比較して圧縮行程において異なる制限境界面をバルブ機構が必要とするという本発明者の洞察に基づいている。この実現はまた、圧縮圧力領域と反発圧力領域との間の領域比が、２つの領域の和がパイロット圧領域に等しいという前提条件なしに設定され得るという驚くべき効果につながった。言い換えれば、圧縮圧力領域は反発圧力領域を減少させることなく増大させ得るし、逆もまた同様である。このことは、減衰特性がさらに改良され得るため、利点である。
【０００９】
上で言及した目的は、ショックアブソーバのためのバルブ機構を通じて実現され、このバルブ機構は、第１ポートと第２ポートとを備えるバルブハウジングと、第１ポートおよび／または第２ポートと流体連通するパイロットチャンバとを備え、パイロット圧は、パイロットチャンバ内の流体圧によって規定される。この機構はさらに、バルブハウジング内に軸方向に移動可能に配置された主バルブ部を備え、主バルブ部は、主バルブ部に作用するパイロット圧に応じて第１ポートと第２ポートとの間の主流体フローを制限するために、主バルブ座部と相互作用するように配置される。また圧縮行程中は、第１制限部および協働して直列的に配置された第２制限部で主流体フローが制限され、反発行程中は、第３制限部で主流体フローが制限されるように、主バルブ座部が第１圧縮行程位置と第２反発行程位置との間で移動可能である。
【００１０】
これにより、圧縮行程中は、流体的に結合され直列的に配置された２つの協働する径方向変位制限部によって有効にされる緩動開放を有し、反発行程中は、ひとつの第３制限部によって有効にされる通常の減衰曲線を有するバルブ機構が提供される。従って、圧縮行程において使用される２つの協働する第１および第２制限部の代わりに、第３制限部を反発フローが通過するようにすることによって、圧縮行程中の緩動開放を達成し得、反発行程においては通常のより鋭動開放を達成し得る。反発が同じ制限部を通過するが反対方向である場合、減衰特性は所望の要件を満たさないであろう。
【００１１】
また、この解決策では、パイロット圧領域を変更することなく、圧縮領域と反発領域との間の領域比を調整し得る。主バルブ座が固定されている解決策では、圧縮加圧領域と反発加圧領域との和が常にパイロット加圧領域に等しい。しかしながら、可動主バルブ部を有する場合、この和がパイロット加圧領域よりも大きい可能性がある。これにより、バルブ機構は、圧縮行程と反発行程との両方において、一方の力を損なうことなく所望の減衰力を生成するように形成され得る。
【００１２】
本出願の文脈では、いかなる「協働する」制限部も、何らかの方法で互いに依存し合い、ともに働くと理解されるべきである。例えば２つの協働する制限部のオリフィスは、同じ行程長に依存し得る。さらに本出願の文脈において、例えば「直列的に配置された」または「直列に配置された」２つの制限部は、一方の制限部が他方の制限部の上流に設けられると理解されるべきである。すなわち、流体は最初に一方の制限部を通過し、次いで他方の制限部を通過する、つまり流体は２つの平行な制限部内に制限されない。
【００１３】
一実施形態において、可動主バルブ座部は受動部であり、その軸方向位置は流体圧力および／または主バルブ部の位置によって制御される。
【００１４】
別の一実施形態において、第１制限部は、圧縮流体フロー方向を考慮して、第２制限部に対して上流に配置される。それにより、流体は最初に第１制限部によって制限され、続いて、第２制限部によって制限されており、このことはダンパーの所望の緩動開放特性に寄与する。
【００１５】
一実施形態において、第１および第２制限部は少なくとも部分的に周方向制限部として形成される。一実施形態において、第１制限部は第２制限部に対して径方向内側に配置される。これにより、各制限部が径方向に変位され周方向に形成されるとき、第１制限部のオリフィスは、少なくとも部分的に開かれたとき、第２制限部のオリフィスよりも常に小さくなる。
【００１６】
別の一実施形態において、第１制限部は、少なくとも部分的に開かれたとき、第２制限部のオリフィスよりも小さいオリフィスを有する。
【００１７】
これにより、第１および第２制限部が少なくとも部分的に開いているとき、第１制限部は第２制限部よりも常に小さくなっており、このことはダンパーの所望の緩動開放特性に寄与する。
【００１８】
別の一実施形態において、主バルブ座部が反発行程位置にあるとき、第１制限部および第２制限部は閉じられている。これにより、第１および第２制限部は反発フローに影響を与えないが、第３制限部が唯一反発フローを制限する。
【００１９】
一実施形態において、主バルブ座部が圧縮行程位置にあるとき、第３制限部は閉じられている。これにより、第３制限部は圧縮フローに影響を与えず、代わりに第１および第２制限部のみが圧縮フローを制限する。
【００２０】
一実施形態において、主バルブ座部は常に、主バルブ部とハウジングのいずれかに対して密接して配置されているか、または主バルブ部とハウジングとの間に挟まれている。これにより、第１および第２制限部および／または第３制限部は異なるフローで閉じられる。
【００２１】
一実施形態において、主バルブ座部は、圧縮行程中、常に主バルブ部に対して密接して配置される。
【００２２】
一実施形態において、主バルブ座部は、反発行程中、常にハウジングに対して密接して配置される。
【００２３】
一実施形態において、圧縮行程中に第１ポートからの圧力が閾値圧力値を下回ると、主バルブ座部は主バルブ部とハウジングとの間に挟まれる。さらに圧縮行程において、第１ポートからの圧力が閾値圧力値を上回るとき、主バルブ座部は主バルブ部に対して密接して配置されるが、バルブハウジングからは持上げられる。最後に、反発行程中、主バルブ座部は、第２ポートからの圧力レベルにかかわらず、ハウジングに対して密接して配置される。
【００２４】
別の一実施形態において、第１制限部、第２制限部および／または第３制限部のオリフィスは、バルブハウジングに対する主バルブ部の軸方向位置によって制御される。
【００２５】
これにより各制限部は、主バルブ部の軸方向位置を制御することによって制御され得る。これは例えばパイロット圧、ソレノイドのようなアクチュエータ、および／またはばね機構から生成された組み合わせの力によって達成され得る。
【００２６】
別の一実施形態において、バルブ機構は第２制限部と直列に配置された第４制限部を備える。一実施形態において、第４制限部は第１制限部と平行に配置される。一実施形態において、第４制限部は第１制限部に隣接して配置される。もちろん、これらの実施形態のすべても組み合わせ得る。
【００２７】
一実施形態において、第４制限部は、バルブハウジングに対する主バルブ部の軸方向位置に依存しない一定のオリフィスを有する。これにより、いつでも既定のオリフィスを有する第４制限部が達成される。よって、第４制限部のオリフィスは行程に依存しない。一実施形態において、第１制限部が少なくとも部分的に開かれているとき、第１および第４制限部が共通制限部として働くように、第４制限部は第１制限部に隣接して配置される。これにより、第１および第４制限部の合計オリフィスは、行程の開始時においては第２制限部の制限オリフィスよりも大きくなるが、より大きな行程においては第２制限部オリフィスよりも小さくなり得る。これにより、圧縮行程における合計制限特性は、ダンパーの所望の緩動開放特性に寄与するように制御され得る。
【００２８】
別の一実施形態において、反発行程中は可動主バルブ座部と主バルブ部との間の開口によって主流体フローが制限され、圧縮行程中は可動主バルブ座部と主バルブハウジングとの間の開口によって主流体フローが制限される。
【００２９】
別の一実施形態においては、バルブハウジングおよび可動主バルブ座部のうちの少なくとも一方が、径方向内壁および径方向外壁を有する幾何学的に規定された周方向アパーチャ（circumferential aperture）をさらに備え、径方向内壁が第１制限部の一部を形成し、径方向外壁が第２制限部の一部を形成する。
【００３０】
これにより、径方向内壁および外壁は、圧縮行程において緩動開放を達成する２つの協働する制限部を構成する。
【００３１】
一実施形態においては、圧縮行程中の主流体フローを制限するように、バルブハウジング内に周方向アパーチャが形成され、第１制限部および第２制限部を形成するため周方向アパーチャの径方向内壁および径方向外壁と協働するよう可動バルブ座部が寸法決めされ、適合される。
【００３２】
これにより、可動バルブ座部は、たとえばワッシャのような単純な部材であり得る。それにより、可動バルブ座部を生産するためのコストを低く抑え得る。さらにバルブハウジングは、既にかなり複雑な形状を有するため、例えば回転旋盤もしくはフライスカッターのような切削作業機械または類似のものにおいて形成されることになり、次いで追加の周方向アパーチャを形成することは、可動バルブ座部内にアパーチャ（aperture）を作るほどにはコストがかからない。よって、全体的により安価な解決策が提供され得る。
【００３３】
別の一実施形態において、可動主バルブ座部はワッシャまたはシムである。これにより、可動バルブ座部を低コストで提供することができる。可動バルブ座部がワッシャである実施形態においては、約０．５〜１．０ｍｍ、好ましくは約０．７ｍｍの厚さを有し得る。可動バルブ座部がシムである実施形態においては、約０．１〜０．４９ｍｍ、好ましくは約０．３ｍｍの厚さを有し得る。
【００３４】
一実施形態において、可動主バルブ座部はシムである。一実施形態においては、主バルブ部を移動させることなく減衰媒体のフローを可能にするように、このシムは、圧縮行程中にその径方向外側端が所定の閾値を上回る圧力で曲がることを可能にする可撓性を有する。
【００３５】
可動バルブ部であるシムを有することの利点は、圧縮行程中に可動バルブ部に高圧の圧力パルスが加えられたときに、主バルブ部を移動させる必要なしに、減衰媒体が第２制限部を通過することを可能にするように、可動バルブ部の径方向外側端が曲がり得ることである。これにより、主バルブ部を移動させる必要なしに、短く激しい圧力上昇を処理し得る。このことは減衰特性の滑らかさをさらに増大させる。
【００３６】
一実施形態において、可動主バルブ座部は、第１および第２制限部が閉じられたときにシムの外端が少なくともわずかには曲げられるように、バルブハウジングに対して張力をかけたシムである。これにより、可動バルブ部が可撓性を有するとき、可撓性を通して可動バルブ部内の任意の不規則性が補償され得る。よって、公差範囲は生成中に増大し得る。
【００３７】
一実施形態において、可動バルブ座部は、反発行程中に周方向アパーチャの上部を閉じるワッシャまたはシムである。これにより、可動バルブ座部は、いかなる主流体が第１および第２制限部を過ぎて流れることをも防止し得る。
【００３８】
別の一実施形態においては、可動バルブ座部は、主バルブハウジングと噛み合う少なくとも３つの径方向指向突起（radial steering projections）を備えるワッシャまたはシムである。これにより、ワッシャ／シムは、ハウジングと噛み合うが可動主バルブ部の非軸方向移動を防止するように設計され得る。ワッシャ／シムは、ワッシャの動きを実質的に軸方向の移動に制限するような３つの指向突起（steering projections）を備える。また、その中心軸の周りの回転移動も許容される。これにより、いかなる「引出し挙動」も低減され得る、つまりハウジングに対してワッシャが傾斜してロックされることが防止され得、それにより、いつでも軸方向に移動可能となる。
【００３９】
別の一実施形態においては、ワッシャ／シムにおける少なくとも３つの径方向指向突起の間の空間が、圧縮行程の間の主流体フローを可能にするためのポートを形成する。
【００４０】
一実施形態において、指向突起および中間ポートは、突起のいずれかおよびワッシャの中心を通る直線が中間ポートをも通るように配置される。これにより、ワッシャの直径に沿った２つの正反対の突起が存在しないため、ワッシャ／シムが傾斜している（つまり、その中心軸に垂直な軸の周りを回転する）場合、詰まりが防止される。
【００４１】
別の一実施形態において、バルブ機構は、制御バルブ部に作用する作動力に応じて主バルブ部に対して軸方向に移動可能な制御バルブ部をさらに備え、制御バルブ部は、付勢部を用いて作動力の反対方向に弾性的に負荷をかけられ、制御バルブ部と主バルブ部との間の境界面は、第１ポートと第２ポートとの間の減衰媒体のブリードフロー(bleed flow)を制限する開口を備える。
【００４２】
本出願の文脈において、ブリードフローは、主流体フローに平行な減衰媒体のフローとして理解されるものである。さらにブリードフローは、最大主流体フローよりも実質的に低いフローである。
【００４３】
これにより、この機構は、減衰媒体の第１段階フローであり得る、制御された可変ブリードフローを可能にし得る。圧縮行程において、第１ポートから第２ポートへの減衰媒体のフローは、第１段階ではブリードフローのみであるが、第２段階では、主バルブ部によって制御される第１および第２制限部を主として通るフローに実質的になる。これにより、第１段階と第２段階との間の緩動開放がさらに改良される。
【００４４】
別の一実施形態において、制御バルブ部と主バルブ部との間の境界面におけるブリードフローを制限する開口の寸法は、主バルブ部に対する制御バルブ部の軸方向位置を用いて制御される。
【００４５】
一実施形態において、主バルブ座部は、第１ポート内の油圧に応じて主バルブ座部を主バルブ部に当接させて保持するように配置された第１持上げ表面領域を備える。
【００４６】
別の一実施形態において、主バルブ座部は、第２ポート内の油圧に応じて主バルブ座部を主バルブハウジングに当接させて保持するように配置された第２持上げ表面領域を備える。
【００４７】
さらに、一実施形態において、主バルブ部は、第１ポート内の油圧に応じて主バルブ部をバルブハウジングに対して軸方向に移動させるように配置された第１持上げ表面領域を備える。
【００４８】
一実施形態において、主バルブ部は、第２ポート内の油圧に応じて主バルブ部を主バルブ座部から軸方向に分離するように配置された第２持上げ表面領域を備える。
【００４９】
一実施形態において、制御バルブ部は、主バルブ部内に少なくとも部分的に配置される。別の一実施形態において、制御バルブ部に作用する作動力は、ソレノイドによって生成される。
【００５０】
一実施形態において、パイロット圧は、制御バルブ部内に組み込まれた圧力調整器によって調整される。
【００５１】
本発明のさらなる詳細および態様は、付随の図面を参照した下記の詳細な説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】図１は、バルブ機構の実施形態の分解図を示す。
【図２】図２は、第１ポートから第２ポートへの主フローを遮断するため、主バルブ部が閉位置にあるときの実施形態の断面を示す。
【図３ａ】図３ａは、図２の拡大断面を示し、ここで、第１ポートから第２ポートへの主フローを遮断するため、主バルブ部は閉位置にある。
【図３ｂ】図３ｂは、図３の拡大であるが、ここで、第１ポートから第２ポートへの調整された主フロー、つまり圧縮行程中のフローを可能にするため、主バルブ部および主バルブ座部が部分的に開いた位置にある。
【図３ｃ】図３ｃは図３の拡大であるが、ここで、第２ポートから第１ポートへの調整された主フロー、つまり反発行程中のフローを可能にするため、主バルブ部が部分的に開いた位置にある。
【図４ａ】図４ａは、主バルブ座部の側部の断面を示し、ここで、主バルブ部の閉位置中の持上げ表面領域が例示されている。
【図４ｂ】図４ｂは、調整された圧縮行程中の持上げ表面領域が例示されている主バルブ座部の側部の断面を示す。
【図４ｃ】図４ｃは、主バルブ座部の上面図を示す。
【図４ｄ】図４ｄは、オリフィス開口対行程長のグラフを示す。
【図４ｅ】図４ｅは、所与の行程長Ｓでの主バルブ座部ならびに第１、第２および第４オリフィスの例示を示す。
【図４ｆ】図４ｆは、３つの減衰特性シナリオにおけるフロー（ｑ）対圧力（Ｐ）のグラフを示す。
【発明を実施するための形態】
【００５３】
本発明の現在好ましい実施形態が示された付随の図面を参照して、以下に本発明をより十分に記載する。しかしながら本発明は、多くの異なる形式で実施し得、本明細書に記載された実施形態に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、網羅性および完全性のために提供されており、発明の範囲を熟練した受け手に十分に伝えるものである。全体を通して、同様の参照記号は同様の要素を指す。
【００５４】
図１はバルブ機構の断面分解図を示している。バルブ機構１はバルブハウジング２を備えている。バルブハウジングは、図面の上に上部を、図面の下に下部を有し、これらは図面においては離れているが、使用時には、例えば圧入またはねじ係合によって機械的に結合される。この機構はさらに、主バルブ部４および制御バルブ部５を備え、制御バルブ部５の内部には、圧力調整器として作用するパイロットバルブ部６（図２に示される）がある。バルブ部は、付勢手段１４、１９（バネとして示される）によってハウジングの内側で付勢されている。図面はさらに、バルブハウジング２の下部内の第２ポート８を例示している。また、この機構は、可動主バルブ座部９を備えており、これは、以下の図面、特に図４ｃにさらに例示されている。図１のほとんどの詳細は、図２〜４に関してさらに説明され、それぞれの機能も記載される。図１は主に、各構成要素の形状を明確にし、それにより本願の読解および理解を容易にするために、本願に含まれる。
【００５５】
図２および図３ａは、主バルブ部４が第１ポート７から第２ポート８への主フロー（図示せず）を遮断する閉位置にあるときのバルブ機構１の実施形態の断面を示し、ここにおいて、図３ａは、図２の拡大断面である。バルブ機構１は、バルブハウジング２と、パイロットチャンバ３と、主バルブ部４と、制御バルブ部５とを備えている。バルブハウジング２は、第１ポート７および第２ポート８を備えている。例示された実施形態において、第１および第２ポートは、油圧流体の流入および排出のための流入ポートおよび排出ポートとしてそれぞれ機能する。パイロットチャンバ３は、主バルブ部の上面４１とバルブハウジング２の内壁との間に形成される空間によって規定される。パイロットチャンバ３は、主バルブ部４内の第１軸方向貫通孔３２を介して第１ポート７と、主バルブ部４内の第２軸方向貫通孔３３を介して第２ポート８と、流体連通している。主バルブ部４の上面４１に作用するパイロット圧Ｐｐは、パイロットチャンバ３内の油圧によって規定される。
【００５６】
主バルブ部４は、バルブハウジング２内に軸方向に移動可能に配置されており、主バルブ部４の上面４１に作用するパイロット圧Ｐｐに応じて、第１ポート７と第２ポート８との間で主流体フロー１０（図３ｂおよび３ｃに示される）内の圧力を制限または調整するために、可動主バルブ座部９と相互作用するように配置される。本実施形態においては、主バルブ部４は、閉位置にあるとき、主バルブ座部９に向かって保持される。主バルブ部は、可動主バルブ座部９に向かって所望の弾性荷重を達成するため、任意のばね部によって弾性的に負荷をかけられ得る、またはそれ自体が可撓性および／または弾性を有し得る。
【００５７】
制御バルブ部５は、実質的に円筒形であり、主バルブ部と同軸かつ部分的にその内部に配置されている。制御バルブ部５はさらにまた、制御バルブ部に作用する作動力に応じて、主バルブ部に対して軸方向に移動可能である。この実施形態においては、作動力は作動ロッド３５によって受けられる。作動ロッドは、ソレノイドが電流に応じて力を及ぼす、軸方向に移動可能な磁性部であり得る。
【００５８】
さらに図２に示す状態は、主バルブ部４がパイロットチャンバ３に向かって持上げられたときにポート７および／または８からの圧力がまだ閾値に達していないことから導き出し得る。この閾値は、第１ポート７または第２ポート８のいずれか一方の圧力から発生された持上げ力が、主バルブ部４の持上げ領域４２、４３に作用し、パイロットチャンバ３における主バルブ部４の上面４１に作用するパイロット圧Ｐｐからの反作用力を超えたときに対応する。このことは図３ｂおよび図３ｃに関してさらに説明され、ここで、調整された主フロー１０が例示されている。
【００５９】
図３ａに示す拡大で最も明瞭に例示されているように、主バルブ部は、径方向内壁２６および径方向外壁２７を有する周方向アパーチャ２５を備える。径方向内壁２６に接続するように、第４制限部Ｒ１’を形成する別のアパーチャが存在する。第４制限部Ｒ１’は、ポート７内の圧力に応じて可動主バルブ部９を加圧するように、減衰流体が周方向アパーチャ２５に入ることを可能にする。さらに図３ａは、主バルブ部４の開口を通って第１ポートおよび第２ポートの間を流れ、制御バルブ部５内に入り、パイロットバルブ部６に沿って通り、次いで制御バルブ部５および主バルブ部４を通って戻るブリードフロー２０を例示する。このブリードフローは、最大の主流体フローよりも実質的に低いフローである限定されたフローである。調整されたブリードフロー２０は、図４ｆの第１段階フローｑ１、つまり、３つの曲線が互いに離れる前に対応する。このことは、図４ｆに関してさらに詳述される。
【００６０】
図３ｂは図２の拡大であるが、ここで、第１ポート７から第２ポート８への調整された主フロー１０、つまり圧縮行程中のフローを可能にするために、主バルブ部４および主バルブ座部９は部分的に開いた位置にある。例示されているように、可動主バルブ部９および主バルブ部４は、図２および図３ａの閉位置と比較したとき、バルブハウジング２に対して軸方向に変位された位置にともに保持される。この位置において、第１ポート７から第２ポート８への調整された主流体フロー１０が可能にされ、まず第１制限部Ｒ１に加えて第４制限部Ｒ１’（第１ポートに最も近い上流）によって制限され、次いで第１制限部Ｒ１の下流の第２制限部Ｒ２によって制限される。径方向内壁２６は、可動バルブ座９とともに第１制限部（Ｒ１）の一部を形成し、径方向外壁（２７）は、可動バルブ座（９）とともに第２制限部（Ｒ２）の一部を形成する。２つの制限部は周方向の制限部として形成され、径方向に変位されるため、いかなる部分的に開いた状態においても、第１制限部Ｒ１が第２制限部Ｒ２よりも小さい。第２制限部はより大きい円周を有するため、（可動バルブ座部９の）上方向および（ハウジングの径方向側壁の）下方向に共通の区切りを有して形成されたとき、そのオリフィスは常に第１制限部のオリフィスよりも大きくなる。さらに、第４制限部Ｒ１’は一定の開口を有する。これにより、第１制限部Ｒ１および第４制限部Ｒ１’の和は、初期は第２制限部Ｒ２よりも大きいが、行程Ｓが増大するにつれて、第２制限部は第１および第４制限部の和よりも大きくなる。このことは図４ｄおよび図４ｅに例示されている。
【００６１】
よって、図３ｂにおいて、ポート７内の減衰流体からの圧力は、（持上げ領域４２および４３に作用する）主バルブ部４および（図４ｂに例示されるように持上げ領域２１ａに作用する）主バルブ座部９の開口軸方向変位をもたらす。この移動は、先に説明したように、主バルブ部４に作用するパイロットチャンバ３からの反作用圧力に依存する。これにより、減衰流体の調整された主フローが、第１ポート７から第２ポート８に流れることが可能になる。この種の調整は、図４ｆの第２段階フローｑ１、つまり３つの曲線が互いに離れた後に対応する。フローを調整するために２つの連続的かつ協働的な制限部Ｒ１およびＲ２が使用されるため、第１段階ｑ１から第２段階ｑ２に向かうときの緩動開放が達成され得る。このことは、上で言及したように、図４ｆに関してさらに詳述される。
【００６２】
図３ｃもまた、図３の図の拡大であるが、ここでは、第２ポート８から第１ポート７への調整された主フロー１０、つまり、反発行程中のフローを可能にするために、主バルブ部４は部分的に開いた位置にある。図３ｃを図３ｂと比較すると、主バルブ部４に対して密接して配置された状態から、代わりにバルブハウジング２に対して密接して配置されるように移動されたのは、可動主バルブ座部９のみである。このことは、第２ポート８から第１ポート７への減衰のフロー（圧力）を通じて達成され、このフローは可動主バルブ座部９の上面（持上げ領域２２である）に作用し、主バルブ部４の持上げ領域４３にも作用するが、主バルブ部４と主バルブ座部とが分離されるように、反対方向となる。第２ポート８における圧力は、主バルブ座部９を常にバルブハウジング２に対して押し付けられたままにする。また、圧力のレベルによっては、主バルブ部４と主バルブ座部９との間の開口が第３制限部Ｒ３を構成する。第３制限部Ｒ３は、反発行程における圧力調整されたフローを可能にする。
【００６３】
図３ｂと図３ｃとを比較したとき、可動バルブ座部９を有することより、圧縮圧力領域と反発圧力領域との間のより可撓性の高い領域圧力比を得るという、上で言及した利点が理解され得る。図示の実施形態においては、パイロット圧領域を変更することなく、圧縮領域と反発領域との間の領域比を調整し得る。主バルブ座が固定されている解決策においては、圧縮加圧領域と反発加圧領域との和がパイロット加圧領域に等しい。しかしながら可動主バルブ部を有する場合、可動バルブ座部が移動することにより圧縮圧力と反発圧力とが異なる表面で作用するため、この和がパイロット加圧領域よりも大きい可能性がある。このことは、圧縮行程と反発行程との両方において、一方の力を損なうことなく所望の減衰力を発生させるためのバルブ機構を形成することを可能にする。
【００６４】
図４ａおよび図４ｂは、可動バルブ座部９の加圧領域をさらに例示する。図４ａにおいて、加圧領域２１ｂ、２１ｃおよび２２は、図２および図３ａに例示されるように、主バルブが閉じられたときに可動バルブ座部９に作用する領域に対応する。領域２１ｂは、バルブハウジングから径方向内側に突出している可動バルブ座部の部分に対応する。領域２１ｃは、バルブハウジングにおける周方向アパーチャ２５の上面に配置された可動バルブ座部の部分に対応する。すなわち、このアパーチャは、加圧された減衰流体で満たされ得る。さらに、領域２２は、可動バルブ座部９の、主バルブ部の径方向外角から径方向外側方向に延びる部分に対応する。図３ａを参照されたい。
【００６５】
さらに、図４ｂは、調整された圧縮行程中の持上げ表面領域が例示されている主バルブ座部の側部の断面を示す。例示されている可動バルブ座部９上の加圧領域２１ａは、主バルブ部が少なくとも部分的に開かれているときである。この領域は、可動バルブ座部９の下表面全体に対応する。
【００６６】
図４ｃは、上方視点からの可動バルブ座部９を例示する。可動バルブ座部９は、外径Ｄ１及び内径Ｄ２を有するワッシャとして形成されることが示されている。さらにまた、ワッシャは３つの径方向指向突起９１を備える。指向突起は、主バルブハウジング２と噛み合うように寸法決めされ、適合される。さらにまた、ワッシャ内の少なくとも３つの径方向指向突起９１の間の空間は、圧縮行程中に、第１ポート７から第２ポート８に主流体フロー１０が通ることを可能にする中間ポート９２を形成する。本実施形態の指向突起９１および中間ポート９２は、ひとつの指向突起９１も、対向する指向突起をワッシャの反対側に有さないように配置されている。言い換えれば、突起９１のいずれかとワッシャの中心とを通る直線は、第２指向突起９１を通過せず、代わりに中間ポート９２を通過する。この設計の理由は、ワッシャの直径沿いには２つの正反対の突起が存在しないため、可動バルブ座部９が傾いている（つまり、その中心軸に垂直な軸の周りを回転する）場合、その詰まりが防止され得るからである。傾斜している場合の詰まりを回避するように可動バルブ座部９の円周に沿って分布されてさえいれば、より多くの径方向指向突起を有することも可能であろう。
【００６７】
図４ｄは、行程長Ｓの関数としてのオリフィス開口ＯＲ１＋ＯＲ１’およびＯＲ２のグラフを示す。第１オリフィスＯＲ１は、第１制限部Ｒ１のオリフィスに対応する。このオリフィスＯＲ１は、図４ｅにおける円の包絡面によっても例示され、ＯＲ１で表示されるものであって、従って、行程長Ｓに依存する。行程長は、調節された位置にあるときの可動バルブ座部９と主バルブハウジング２との間の軸方向距離である。例えば図３ｂを参照されたい。第２オリフィスＯＲ２は、第２制限部Ｒ２のオリフィスＯＲ２に対応する。このオリフィスは、図４ｅにおける円の包絡面によっても例示され、ＯＲ２で表示される。第４オリフィスＯＲ１’は、第４制限部Ｒ１’のオリフィスに対応する。このオリフィスＯＲ１’は、ＯＲ１’で表示される図４ｅにおける表面によっても例示されており、主バルブハウジング２内の周方向アパーチャへの開口に対応する。既に上で説明したように、図４ｅは、主バルブ座部の断面側面図の例示を示しており、第１オリフィスＯＲ１、第２オリフィスＯＲ２、および第４オリフィスＯＲ１’が任意の行程長Ｓで例示されている。この例示から、いかに第１オリフィスＯＲ１および第２オリフィスＯＲ２は行程長Ｓとともに変化するが、第４オリフィスＯＲ１’は変化がないかが明らかである。
【００６８】
調整された圧縮行程の初期段階においては、つまりＲ１とＲ２とが閉位置からちょうど開きはじめているときには、図４ｄに示すように、制限は第２制限部において行われるが、これは、この初期段階では、第２制限部Ｒ２のオリフィスが第１および第４制限部Ｒ１＋Ｒ１’のオリフィスよりも小さいためである。第２制限部Ｒ３のオリフィスが第１制限部および第４制限部を組合せたオリフィスＲ１＋Ｒ１’よりも大きくなるとすぐに、代わりに第１制限部および第４制限部で制限が行われる。
【００６９】
異なる制限部のオリフィス間の寸法関係は、本発明の概念から逸脱することなく変化させ得る。オリフィス寸法関係を調整することにより、図４ｄに示される「ＯＲ１＋ＯＲ１’」−曲線と「ＯＲ２」曲線との間の交差点を移動させ得る。ＯＲ１’のオリフィス寸法は「ＯＲ１＋ＯＲ１’」−曲線がＹ軸を横切るところで表される。第１制限部および第２制限部のオリフィスＯＲ１の寸法間の関係は、図４ｄの２つの曲線の異なる傾斜によって例示される。さらに、第１オリフィスＯＲ１の最大オリフィス寸法に対する第４オリフィスＯＲ１’の相対的寸法を大きくすることによって、緩動開放が長くなる。
【００７０】
第１オリフィスＯＲ１の最大オリフィス寸法は、第２オリフィスＯＲ２の最大オリフィス寸法の約５０％〜９５％であり得る。一実施形態において、第１オリフィスＯＲ１の最大オリフィス寸法は、第２オリフィスＯＲ２の最大オリフィス寸法の約７０％〜９０％である。別の実施形態において、第１オリフィスＯＲ１の最大オリフィス寸法は、第２オリフィスＯＲ２の最大オリフィス寸法の約７５％〜８５％である。
【００７１】
第４オリフィスＯＲ１’のオリフィス寸法は、第１オリフィスＯＲ１の最大オリフィス寸法の約０．１％〜１０％であり得る。一実施形態において、第４オリフィスＯＲ１’のオリフィス寸法は、第１オリフィスＯＲ１の最大オリフィス寸法の約０．３％〜３％である。別の実施形態において、第４オリフィスＯＲ１’のオリフィス寸法は、第１オリフィスＯＲ１の最大オリフィス寸法の約０．５％〜１％である。
【００７２】
さらに、図４ｄのグラフが例示するように、第１および第４オリフィスＯＲ１、ＯＲ１’は、初期行程中は第２オリフィスＯＲ２よりも大きいが、ある点において、第１オリフィスＯＲ１と第４オリフィスＯＲ１’との組み合わせよりも第２オリフィスＯＲ２が大きくなり、同じ行程長中は、より速く増大する。
【００７３】
最後に図４ｆは、異なる減衰特性を有する３つの異なるダンパーにおける、圧縮行程中のフローｑの関数としての圧力Ｐのグラフを示す。すべての機能は共通の第１段階ｑ１を備え、ここで、調整されたブリードフローが例示される。３つの機能が互いに分離されるところから始まる第２段階ｑ２は、圧力調整された主流体フローに対応する。第１減衰特性ＤＣ１は鋭動開放を例示しており、これは今日の２方向バルブにおける通例の挙動である。第２機能ＤＣ２および第３機能ＤＣ３は、両方とも緩動開放、つまり本出願に記載されている解決策が使用されるときを例示する。両者の差は、第４制限部Ｒ１’のオリフィス寸法である。すなわち、第４制限部のオリフィスの寸法を改変することにより、緩動開放の特性を調整し得る。第２機能ＤＣ２においては、第４オリフィスＯＲ１’が第３機能ＤＣ３におけるそれより小さく、第３機能ＤＣ３はそれゆえ、より大きいオリフィスＯＲ１’を有する。
【００７４】
本発明の例示的な実施形態が示され、記載されてきたが、本明細書に記載されたような本発明の数多くの変更および修正または改変がなされ得ることは、当業者には明らかであろう。また、上に記載した異なる実施形態は、本発明の概念の範囲から逸脱することなく、異なる方法で組み合わせ得る。よって、本発明の上述の記載および付随の図面は、その非限定的な例とみなされるものであり、本発明の範囲は、添付された特許請求の範囲において規定されることが理解されるものである。
【図１】
2019509438.tif 000003
【図２】
2019509438.tif 000004
【図３ａ】
2019509438.tif 000005
【図３ｂ】
2019509438.tif 000006
【図３ｃ】
2019509438.tif 000007
【図４ａ】
2019509438.tif 000008
【図４ｂ】
2019509438.tif 000009
【図４ｃ】
2019509438.tif 000010
【図４ｄ】
2019509438.tif 000011
【図４ｅ】
2019509438.tif 000012
【図４ｆ】
2019509438.tif 000013
【国際調査報告】
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